Supermateriál pro budoucnost: Hořčík!

Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.

Čistý hořčík, nazývaný také magnézium, hoří za vysokých teplot oslnivým bílým světlem. Proto je tolik využíván jako součást směsí pro výrobu ohňostrojů. Většina z nás jej dobře zná i z efektních pokusů ve školních laboratořích. Čím ale hořčík tak učaroval vědcům?

Hořčík je všude kolem nás
Potřeba snižovat hmotnost dopravních prostředků je stále naléhavější a hořčík se jeví jako vysoce efektivní a navíc ekologický kov. Co ale vědce nejvíce zajímá, je jeho hustota. Hořčík je neobyčejně lehký. V porovnání s hliníkem je jeho hustota o 30 % nižší, a hmotností se tak vyrovná některým odlehčeným plastům. Přitom je vysoce pevný. Velkou roli hraje i snadná dostupnost hořčíku, je totiž šestým nejběžnějším prvkem v zemské kůře a vyskytuje se prakticky po celém světě v obrovském množství. Vzhledem k tomu, že hořčík velmi snadno reaguje s dalšími prvky, vyskytuje se v přírodě pouze ve sloučeninách.
Hořčík je však i důležitou součástí rostlin. Ve všech zelených rostlinách je totiž součástí chlorofylu.

Revoluce v automobilovém průmyslu?
V současné době se zkoumají vlastnosti hořčíku zejména pro jeho využití v automobilových bateriích, které jsou zbytečně těžké a zvyšují spotřebu u aut. U baterií hraje velkou roli také možnost jejich recyklace, což je dosud u běžných olověných baterií nemalým problémem. Hořčík je snadno recyklovatelný a ani jeho zbytky by nijak nezatěžovaly přírodní prostředí. V současné době je podíl hořčíku ve slitinách, používaných k výrobě autodílů, zhruba pouhých 5–7 kilogramů. Výrobci automobilů však mají již dnes plány na zvýšení podílu hořčíku v autech až na 160 kilogramů, což by zvýšilo účinnost paliva asi o 1 %.

Na hořčík čeká i elektronika a strojírenství
Jak slibně vypadá použití hořčíku v akumulátorech, tak se očekává jeho využití i v palivových a fotovoltaických článcích, a vzhledem k jeho velmi dobrým elektromagnetickým a vysokofrekvenčním vlastnostem i v mobilních telefonech, osobních počítačích, fotoaparátech a dalších výrobcích. Hořčík je rovněž horkým kandidátem na to, aby nahradil i kovové prvky, používané ve strojírenském průmyslu. Vědci však musejí nejprve lépe prozkoumat jeho mechanické, chemické a fyzikální vlastnosti.

Těžko se dá formovat
Jedním z největších omezení, které stojí v cestě širšímu využití hořčíku, je jeho poměrně nepružná hexagonální struktura, která působí problémy při lisování a obrábění. Hliníkové nebo ocelové plechy se snadno tvarují a stačí jednoduchá lisovací forma, abychom dostali během pár vteřin například požadovaný díl karoserie auta. Hořčík tomu ale vzdoruje a chce po technolozích posílení struktury. To ovšem není tak jednoduché, jak by se zdálo. Vědci už sice přišli na způsob, jak to udělat pomocí kovových slitin, obsahujících hořčík a další kovy. Jde jen o to najít správnou kombinaci do takovéto slitiny. Zatím je totiž hořčík pěkně vzdorovitý a vyžaduje posílení struktury za pomoci pěkně drahých příměsí, jako je neodym, yttrium, lanthan a další. V současné fázi výzkumu by využití těchto vzácných kovových prvků výrobu automobilů spíše zdražilo než zlevnilo. Zdá se, že se však blýská na lepší časy. Vědci nedávno vytvořili první slitinu na bázi hliníku, vápníku a hořčíku, která by tvrdým podmínkám vyhovovala. 

Pomohou počítačové modely
Hořčík čeká bezesporu slibná budoucnost a ty pravé objevy teprve přijdou. Aby se vynořily co nejdříve, využívají vědci a inženýři počítačového modelování struktur jednotlivých slitin, což nesmírně urychluje výzkum. Pomocí těchto modelů mohou předvídat a dokonce i testovat silné i slabé stránky nových slitin, aby se co nejvíce zrychlila inovace materiálů. Protože však každé modelování pouze určitým způsobem simuluje skutečnost a v reálu se může slitina chovat odlišně, musí se počítačový model ověřit pomocí řady experimentů.

Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Blíží se konec smradlavých bot

Blíží se konec smradlavých bot

Mnozí tento problém znají a to zejména v letních obdobích. Přijdete domu,...
Nevídaný rekord solárního letounu od Airbusu

Nevídaný rekord solárního...

Agentura DPA oznámila, že solární letoun Zephyr S, který vyrobila...
Velká Británie hodlá podpořit elektromobilitu ve velké stylu

Velká Británie hodlá podpořit...

Plán, se kterým Britové přišli, se jmenuje „Cesta k nule“. Aby se vše...
Tesla testuje plně autonomního Autopilota

Tesla testuje plně autonomního...

Éra autonomního řízení se pomalu, ale jistě přibližuje. Jedním z výrobců,...
Čína začíná řešit recyklace baterií z elektromobilů

Čína začíná řešit recyklace...

Je to jeden z největších problémů, jenž se týká elektromobilů. Nejeden...
Čína investovala přes miliardu do modernizace dopravy

Čína investovala přes miliardu...

V čínských městech si na nedostatek dopravy nemohou rozhodně stěžovat. Denně...
Život s rukou navíc? Vědci testují končetinu ovládanou mozkem

Život s rukou navíc? Vědci testují...

Práce přibývá, času ubývá a lidé se stále častěji dostávají do situace, kdy...
Tesla Model X dostane konkurenta

Tesla Model X dostane konkurenta

Začátkem září představí německá automobilka plně elektrické SUV...
Čeští vědci pomáhají zemědělcům bojovat se suchem

Čeští vědci pomáhají zemědělcům...

Naší republiku v současnosti trápí extrémní sucho. Tento stav souží především české...
Mercedes-Benz zahájil testy nákladních elektromobilů

Mercedes-Benz zahájil testy...

Není to tak dávno, kdy Elon Musk představil elektrický tahač Tesla...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Nebaví vás chodit do práce? Zkuste 8 zaměstnání z říše snů

Nebaví vás chodit do práce? Zkuste 8...

Máte pocit, že v kanceláři už nevydržíte ani o minutu déle? Že dalšímu...
Vybírali v italském Janově politiky losem?

Vybírali v italském Janově...

„Všechny peníze shrábnou sázkaři a my z toho nemáme vůbec nic,“ zuří...
Alzheimerova choroba má vazby na virus herpes, tvrdí vědci

Alzheimerova choroba má vazby na...

Nový výzkum odhaluje více kmenů viru herpes v mozku člověka v prvním...
Tajemství jeskynních maleb: Hledali v nich naši předkové duchy zvířat?

Tajemství jeskynních maleb: Hledali v...

Profesor antropologie David Lewis Williams z jihoafrického Johannesburgu si myslí, že naši...
Mongolská říše: Jeden z nejrozlehlejších států v historii!

Mongolská říše: Jeden z...

Nejrozsáhlejší říše všech dob? Ani Sovětský svaz, ani Španělsko, nad...
VIDEO: TOP 5 nejšílenějších rekordních skoků

VIDEO: TOP 5 nejšílenějších...

Taky máte zvláštní pocit, pokud máte seskočit z vyššího...
Nejméně poruchový smysl: Hmat!

Nejméně poruchový smysl: Hmat!

Smyslové orgány, kterými nás příroda vybavila, jsou důmyslnými a...
Krimi z Brazílie: Co spáchal strážný z místní školky?

Krimi z Brazílie: Co spáchal...

Ty výkřiky drásají srdce. Jsou plné agónie. Oheň se sápe na drobná tělíčka....
VIDEO: Jak by vypadal svět, kdyby se kontinenty neoddělily?

VIDEO: Jak by vypadal svět, kdyby...

Kdyby se Pangea, tedy superkontinent, nikdy...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.